高中物理选修2第一章 安培力与洛伦兹力复习 .pptx

人教版 选择性必修第二册;思维导图;安培力 （磁场对电流的作用力） ; 安培力是一种性质力，既可以使通电导体静止、运动或转动，又可以对通电导体做功，因此，有关安培力问题的分析与计算的基本思路和方法与力学问题一样，先取研究对象进行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题目中的条件由牛顿定律或动能定理等规律求解。具体求解应从以下几个方面着手分析。;1．安培力的大小 当通电导体与磁场方向垂直时，F＝ILB；当通电导体与磁场方向平行时，F＝0；当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILBsinθ。 2．安培力的方向 由左手定则判断，安培力垂直于磁场的方向，也垂直于导线的方向，即安培力垂直于磁场和导线所决定的平面，但磁场与导线可以不垂直。 ;3．解决安培力问题的一般步骤 （1）先画出通电导线所在处的磁感线的方向，用左手定则确定通电导线所受安培力的方向； （2）根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程； （3）根据牛顿运动定律或动能定理求解。;二、电流间的相互作用;三、洛伦兹力 ;四、带电粒子在磁场中的运动;①直线边界(进出磁场具有对称性，如图);例．如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们的出射点相距多远？出射的时间差是多少？ ;;⑵穿过圆形磁场区 。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线） ;速度选择器;?;?;质谱仪; 速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E。下方匀强磁场磁感应强度为B0。;（2）若有两种质量不同的正一价离子，质量分别为m1和m2，它们经速度选择器和匀强磁场后，分别打在底片上的A1和A2两点，测得P到A2的距离与A1到A2的距离相等，求这两种离子的质量之比m1/m2；;（2）若有两种质量不同的正一价离子，质量分别为m1和m2，它们经速度选择器和匀强磁场后，分别打在底片上的A1和A2两点，测得P到A2的距离与A1到A2的距离相等，求这两种离子的质量之比m1/m2；;（3）若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子（所带电荷???为e），它们分别打在照相底片上相距为d的两点。 ①为了便于观测，希望d的数值大一些为宜。试分析说明为了便于观测，应如何改变匀强磁场磁感应强度B0的大小；;（3）②某同学对上述B0影响d的问题进行了深入的研究。为了直观，他们以d为纵坐标、以1/ B0为横坐标，画出了d随1/ B0变化的关系图像，该图像为一条过原点的直线。测得该直线的斜率为k，求这两种同位素离子的质量之差Δm。;回旋加速器;1、粒子能够加速到的最大动能：;?; 要充分考虑带电粒子的电性、磁场方向、轨迹及临界条件的多种可能性，画出其运动轨迹，分阶段、分层次地求解。常见的多解问题有以下几种： 1．带电粒子电性不确定造成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度的条件下，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解。 ; 如图甲所示，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如带正电，其轨迹为a，如带负电，其轨迹为b。;2．磁场方向不确定形成多解 有些题目只告诉了磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。 如图乙所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里，其轨迹为a，如B垂直纸面向外，其轨迹为b。;3．临界状态不惟一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180°从入射界面这边反向飞出，如图丙所示，于是形成了多解。;4．运动的往复性形成多解 带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解。如图丁所示。;例题．如图所示直角坐标系中，在y轴和MN之间以x轴为边界存在两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场宽度为d，磁感应强度大小均为B、方向垂直于纸面。一粒子加速器放置在y轴上，其出射口坐标为（0，y）且y>0，其加速电压可调。初速度为0、质量为m、电荷量为+q的粒子经加速器加速后平行于x轴射入区域I，不计粒子重力。 (1)若y=d，调节加速电压，粒子恰好从O点射出磁场，求加速电压的大小U； (2)若 ，粒子仅经过x轴一次，然后垂直于MN从区域Ⅱ射出，求粒子在磁场中运动的时间t； (3)若粒子以 速度射入磁场，最终垂直于MN射出，求y满足的条件。;解析：